[发明专利]一种延迟焦化反应模型构建方法及装置、存储介质及设备

说明书

本公开涉及一种延迟焦化反应模型构建方法及装置、存储介质及设备，所述方法包括：获取延迟焦化反应的原料分子组成矩阵；根据所述每种原料分子的结构导向集总表示生成每种分子对应的反应路径，将每个反应路径的产物分子与预设分子集进行对比，保留在预设分子集中存在的产物分子及其对应的反应路径；根据所述每种原料分子的含量预测延迟焦化反应的产物分子组成矩阵；根据每种产物分子的属性参数，预测产物的属性参数，将预测的产物的属性参数与实际反应产物之间的差值作为优化目标，调整延迟焦化反应规则对应的反应速率，得到满足优化目标条件的反应速率，能够从分子水平定量描述改变操作条件和调配原料对焦化产物分布的影响。

技术领域

本公开涉及分子炼油技术领域，尤其涉及一种延迟焦化反应模型构建方法及装置、存储介质及设备。

背景技术

延迟焦化是劣质重油尤其是渣油的重要加工手段。延迟焦化工艺具有原料油适用范围广、技术风险小、操作费用低等优点，并且能够将各种重质、劣质渣油转化成经济效益较高的轻质油品和较优的石油焦，因而被各大炼油企业普遍采用。随着原油重质化、劣质化问题日益突出，延迟焦化加工渣油的规模不断增大。

但由于延迟焦化原料组成和反应过程的复杂性，难以定量描述改变操作条件和调配原料对焦化产物分布的影响机制，使得工艺优化具有一定的盲目性，在很大程度上需要依靠经验。常规的集总动力学模型难以从分子水平预测原料油的性质变化对于焦化反应的影响。

近年来，随着计算技术的进步，使用计算机模拟石油加工反应过程，能够降低工艺优化的实际成本，降低试验工作量，提高化工生产过程的信息化水平。基于结构导向集总方法构建分子尺度的延迟焦化反应动力学模型，目前仅有少量文献报道，但编程过程复杂，计算量很大，而且尚未形成系统的建模方法。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开的实施例提供了一种延迟焦化反应模型构建方法及装置、存储介质及设备。

第一方面，本公开的实施例提供了一种延迟焦化反应模型构建方法，所述方法包括：

获取延迟焦化反应的原料分子组成矩阵，其中，所述原料分子组成矩阵包括每种原料分子的结构导向集总表示和含量；

基于预设的延迟焦化反应规则，根据所述每种原料分子的结构导向集总表示生成每种分子对应的反应路径，得到每个反应路径的产物分子，并将其与预设分子集进行对比，仅保留在预设分子集中存在的产物分子及其对应的反应路径，作为有效产物分子和有效反应路径，其中，所述延迟焦化反应规则包括每种原料分子在其对应的反应路径中结构导向集总表示的变化；

基于每条有效反应路径对应的反应动力学方程组以及反应时长，根据所述每种原料分子的含量预测延迟焦化反应的产物分子组成矩阵，其中，所述产物分子组成矩阵包括每种产物分子的结构导向集总表示和含量；

根据每种产物分子的属性参数，预测产物的属性参数，将预测的产物的属性参数与实际反应产物之间的差值作为优化目标，调整延迟焦化反应规则对应的反应速率，将满足优化目标条件的反应速率作为延迟焦化反应模型参数。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括获得延迟焦化反应的原料分子组成具体如下：

从原油分子组成中借助切割方法得到，或者，

对原油进行蒸馏切割后得到的一次或二次加工产物的分子组成，其中，加工产物的分子组成通过气相色谱-质谱、全二维气相色谱法、四级杆气相色谱-质谱仪检测法、气相色谱或场电离-飞行时间质谱检测法、近红外光谱法、核磁共振波谱法、拉曼光谱法、傅立叶变换离子回旋共振质谱法、静电场轨道阱质谱法和离子淌度质谱法中的一种或多种确定。

在一种可能的实施方式中，所述获取延迟焦化反应的原料分子组成矩阵，包括：

基于结构导向集总分子表征方法对每种原料分子进行向量表征，得到每种原料分子的结构导向集总表示；